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她給傳統農業插上信息化的翅膀

記西北農林科技大學信息工程學院胡瑾教授

發布時間:2024-03-21 作者:徐鑫 馮麗 來源:中國教育新聞網

“根據檢測到的當地氣候環境,提前預警可能會發生的病害和區域,精準指導當地木耳種植。”近日,在西北農林科技大學信息工程學院,農業農村部農業物聯網重點實驗室主任胡瑾教授,正在與副教授王天本討論柞水木耳大數據服務平臺的運行狀況。

春日勝黃金,農時不等人。在這個春耕春管時節,胡瑾非常忙碌。多年來從事農業人工智能與物聯網技術研究的她,帶領團隊埋首實驗室,用計算機為農業寫代碼,用數據建模重塑傳統農業模式,為農業管理提供智能決策,推動智慧農業從實驗室走入田間地頭和生產應用之中,為現代農業發展注入新動能。

節本增效 讓植物自己說話

“之前都是人工進去查看,有了這個系統后,我在手機上就能操作。”在涇陽縣淇輝蔬菜專業合作社,社員吳紅娟邊用手機操控大棚邊說。令吳紅娟贊不絕口的“系統”,就是胡瑾教授團隊研發的擁有自主知識產權的“設施環境高效精準調控系統”。

淇輝蔬菜合作社目前共有40座溫室大棚,主要種植西紅柿、黃瓜、辣椒等越冬和早春茬蔬菜。2020年合作社通過學校涇陽縣蔬菜試驗示范站,引入了胡瑾教授團隊研發的設施大棚智慧管理系統,使用后的效果,讓社員們喜出望外。“與傳統大棚主要靠經驗和人力管理方式對比,這套智慧系統,無論是精準調控的便捷度,還是蔬菜品質的提升,表現都很突出。我們計劃在更多大棚和社員中推廣應用。”合作社理事長鄭輝說。

我國設施農業種植面積世界第一,但水肥和環境協同精準調控方面與發達國家尚有差距,而傳統日光溫室信息化程度低,大量依賴人力,造成作物管理不善,設施蔬菜單產較低。針對這些生產實際問題,胡瑾帶領團隊多年來致力于對現有溫室大棚進行信息化改造,通過建立融合植物生理需求的環境調控模型算法,完善模型決策及配套設備,對作物生產全過程中溫光水氣進行智能實時調控,形成了管理服務平臺、算法模型平臺、大數據分析平臺,實現了高產、優質、高效、生態、安全的生產目標。該技術獲陜西高校科技優秀成果獎一等獎,經中國農業工程學會成果鑒定達到國內領先和國際先進水平。目前已在陜西、山東、重慶等省市進行推廣應用,核心示范區面積近2萬畝,輻射近12萬畝,較傳統生產示范基地增產22%以上,減少人力投入15%以上。

“實現對所種植作物的按需調控是設施農業優質高產的關鍵。”胡瑾說,理想中的智慧農業,應該是讓植物自己告訴我們在什么情況下它吸收營養更多,長得更好,根據植物的“體檢結果報告”來建立人工智能系統,幫助它長得更好,消耗得更少,實現節本增效。

對標國際 寫出中國農業代碼

“我們通過原創智能算法得到的調控及調控目標,可以直觀顯示到作物對光的需求減少了2/3,所造成的光合的損失只有1/5,這使我們能付出更低的成本,達到一個更好的調控效果。”在農業農村部農業物聯網重點實驗室,胡瑾教授團隊的博士生高攀指著電腦屏幕,向記者展示設施環境調控模型開發平臺的工作原理。最近他正忙著不斷完善這個建模平臺的3.0版本,力求進一步提升模型精度、數據自定義程度。

當前,來自該重點實驗室的17名碩、博士研究生正在從事農業智能物聯網研究。與傳統實驗室的儀器設備操作不同,他們聚精會神地伏案于電腦前,不時敲擊鍵盤,輸入一串串神奇的代碼。而這些代碼一旦從電腦走向田間地頭,就能巧妙地實現農業智慧化管理。

“我們要對標國際高水平研究成果,寫出屬于中國農業自主的算法,它不是簡單的復制,而是更適宜中國農業發展的模型構建,要有非常好的交互性和可推廣性。”胡瑾說,智慧農業樣本采集只靠團隊的力量有很大的局限性,她希望在不久的將來,這套智慧模型可以吸納更多的農業專家、農民和農技人員的加入,讓數據庫更豐富,而基于數據生成的智慧網絡也將更智能更高效。

搶抓機遇 領跑智慧農業

今年兩會期間,習近平總書記在看望參加全國政協十四屆二次會議的民革、科技界、環境資源界委員時,勉勵廣大科技工作者要進一步增強科教興國的抱負,擔當起科技創新的重任,加強基礎研究和應用基礎研究,打好關鍵核心技術攻堅戰,培育發展新質生產力的新動能。

習近平總書記的講話,讓作為一名農業科技工作者的胡瑾倍感振奮,同時也深感使命重大。她認為,在農業物聯網和智慧農業的賽道當中,最缺乏的是感知和智能決策,而這兩個“卡脖子”問題是國家近年來各項重大決策部署和重點任務里經常提及的,也是她繼續努力的方向。

不久前,胡瑾帶領團隊在陜西省柞水縣金米村、馬房灣村、常灣村等100多個木耳種植大棚部署了溫室環境傳感器,監測大棚內的光照、溫度、濕度、二氧化碳等數據,再通過搭建的大數據服務平臺提供精準管理、病害預警、輔助銷售等農事服務,幫助當地木耳種植實現智慧化管理。目前該平臺已在柞水縣大規模應用且運行良好。

“希望通過我們的努力,為傳統農業插上信息化的翅膀,使現代信息技術真正賦能于農業生產,在智慧農業賽道上跑出中國速度,彰顯中國力量。”胡瑾滿懷信心地說。(中國教育報-中國教育新聞網通訊員 徐鑫 記者 馮麗)

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